Perbandingan Perencanaan Pondasi Tiang Pancang …
Post on 16-Oct-2021
32 Views
Preview:
Transcript
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 7, No. 2, (2018) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) D127
Abstrak—Surabaya merupakan kota dengan pertumbuhan
ekonomi besar yang selalu di atas rata-rata pertumbuhan
ekonomi nasional. Banyak penduduk dari luar Surabaya datang
ke kota ini sebagai pendatang tiap tahunnya untuk
melaksanakan kegiatan ekonomi. Keterbatasan lahan yang ada
menuntut perlunya pembangunan bangunan vertikal untuk
tempat tinggal, salah satunya adalah Apartemen Puncak MERR
yang memiliki kedalaman tanah keras yang cukup dalam
sehingga biaya yang harus dikeluarkan untuk pondasi dalam
cukup besar. Pada pembangunan gedung dengan pondasi
dalam, semakin dalam pondasi maka semakin mahal biaya
sehingga tidak ekonomis. Pada metode perencanaan
konvensional, perletakan untuk kolom struktur atas terhadap
pondasi dianggap jepit dan tidak ada penurunan (settlement)
pada tanah. Pada tanah lempung yang bersifat compressible,
pengaruh beban akan menyebabkan terjadinya penurunan
tanah sehingga muncul konsep perhitungan tiang pancang yang
memperhatikan penurunan tanah dan menganggap perletakan
struktur atas berupa perletakan pegas dengan metode P-Z
curve. Dengan memperhatikan adanya penurunan tanah akan
menyebabkan kedalaman tiang pancang berkurang. Metode
perencanaan yang digunakan yaitu konvensional jepit dan P-Z
curve pegas. Variasi daya dukung yang digunakan pada
perencanaan ini yaitu SF = 3 untuk metode konvensional dan
Qizin = 0,3 Qult, Qizin = 0,5 Qult, Qizin = 0,7 Qult, dan Qizin =
0,9 Qult pada metode P-Z curve. Perencanaan pondasi tiang
pancang pancang menggunakan spun pile diameter 60 cm.
Kedalaman tanah daya dukung yaitu 21 m untuk pondasi end
bearing dan 16 m untuk pondasi friction. Dari hasil
perhitungan didapat jumlah kebutuhan tiang pancang pada
metode P-Z curve lebih sedikit dibandingkan dengan mretode
konvensional. Hasil dari perencanaan ini adalah mendapatkan
variasi alternatif hasil analisis metode perencanaan pondasi
dalam dengan metode konvensional dan metode P-Z curve.
Untuk menghemat biaya pembangunan gedung modifikasi
Apartemen Puncak MERR maka digunakan pondasi tiang
pancang dengan metode P-Z Curve tumpuan end bearing
dengan Qizin = 0,9 Qult.
Kata Kunci—Pondasi Tiang Pancang, Metode Konvensional,
Metode P-Z curve, Settlement, Biaya.
I. PENDAHULUAN
URABAYA adalah ibukota Provinsi Jawa Timur dan
merupakan kota dengan pertumbuhan ekonomi besar
yang selalu di atas rata-rata pertumbuhan ekonomi nasional.
Berdasarkan data jumlah penduduk pada tahun 2016,
kepadatan penduduk kota Surabaya cukup tinggi, mencapai
8,12 jiwa /km2[1] Selain itu, banyak penduduk dari luar
Surabaya datang ke kota ini sebagai pendatang tiap tahunnya
untuk melaksanakan kegiatan ekonomi. Menurut data BPS
Surabaya, jumlah pendatang di Kota Surabaya pada rentang
tahun 2009 - 2014 mencapai 398.143 orang [1]. Di sisi lain,
dikutip dari Bappeda Jatim, lahan pertanian di Surabaya
menyusut rata-rata 66 hektar per tahun pada tahun 2012 dan
diperkirakan akan habis pada tahun 2030. Keterbatasan lahan
tersebut menyebabkan semakin banyak pembangunan
gedung hunian vertikal/ apartemen karena dirasa lebih efisien
dalam memenuhi kebutuhan tempat tinggal. Salah satu
gedung apartemen yang dibangun di Surabaya adalah
Apartemen Puncak MERR, perpaduan antara pertokoan,
perkantoran, apartemen, dan hotel yang dibangun di daerah
MERR (Middle East Ring Road), Surabaya.
Pada pembangunan gedung dengan pondasi dalam,
semakin dalam pondasi maka semakin mahal biaya sehingga
tidak ekonomis. Saat ini metode perencanaan pondasi dalam
yang sering digunakan adalah dengan menggunakan metode
end bearing pile dimana tiang pancang dianggap
menyalurkan beban sampai pada tanah keras (tumpuan ujung)
dan metode friction pile dimana daya dukung terjadi akibat
interaksi pondasi-tanah pada sisi tiang pancang sebagai gaya
gesek (tumpuan gesek)
Apartemen Puncak MERR memiliki kedalaman tanah
yang cukup dalam sehingga biaya yang harus dikeluarkan
untuk pondasi dalam cukup besar [2]. Pada metode
perencanaan konvensional, perletakan untuk kolom struktur
atas terhadap pondasi dianggap jepit dan tidak ada penurunan
(settlement) pada tanah. Pada tanah lempung yang bersifat
compressible, pengaruh beban akan menyebabkan terjadinya
penurunan tanah sehingga muncul konsep perhitungan tiang
pancang yang memperhatikan penurunan tanah dan
menganggap perletakan struktur atas berupa perletakan pegas
dengan metode P-Z curve. Dengan memperhatikan adanya
penurunan tanah akan menyebabkan kedalaman tiang
pancang berkurang [3].
Dari kasus di atas, maka dilakukan perencanaan pondasi
pada gedung modifikasi Apartemen Puncak MERR dengan
membandingkan metode konvensional (perletakan jepit)
dengan metode P-Z curve (perletakan pegas) serta
dampaknya terhadap pemampatan yang terjadi dan pengaruh
terhadap momen/ defleksi struktur atas. Dengan demikian
dapat diperoleh alternatif perencanaan untuk analisis
perbandingan harga sehingga didapatkan metode
perencanaan yang paling ekonomis.
Perbandingan Perencanaan Pondasi Tiang
Pancang Menggunakan Metode Konvensional
dan Metode P-Z Curve pada Modifikasi Gedung
Apartemen Puncak MERR Surabaya
Riky Dwi Prasetyo, Indrasurya B. Mochtar, Yudhi Lastiasih
Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil, Lingkungan, dan Kebumian,
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
e-mail: indrasurya@ce.its.ac.id
S
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 7, No. 2, (2018) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) D128
II. METODOLOGI
MULAI
Pengumpulan dan analisa data
Studi Literatur
Design Struktur Atas
(dengan ETABS)
Analisis Struktur Atas –
Joint Reaction Jepit
Daya Dukung Satu Tiang
Metode konvensional (Perletakan
Jepit)
Daya Dukung Satu Tiang
Metode P-Z Curve (Perletakan
Pegas)
Pondasi End
Bearing
Menentukan jumlah tiang pancang
Menentukan jumlah tiang
pancang grup
Perhitungan defleksi tanah
(immediate settlement, creep, dan
consolidation settlement)
Input modulus of subgrade
reaction (k)
Cek persyaratan struktur sesuai SNI
Analisis dan perbandingan biaya dari
variasi metode perhitungan pondasi
Kesimpulan dan Saran
SELESAI
Cek gaya yang bekerja
pada pondasi
OK
Perhitungan fixity point (Zf)
Penulisan Laporan dan Penggambaran
Desain
Analisis Struktur Atas –
Joint Reaction Pegas
Kurva P-δ
Iterasi
Pondasi FrictionPondasi End
BearingPondasi Friction
Input nilai k dan analisis
struktur
Penentuan nilai k tetap
Menentukan dimensi
balok baru
Cek retak dan defleksi
balok
NOT OK
Gambar 1. Flowchart Metodologi.
III. ANALISIS DATA
A. Pengumpulan dan Analisis Data Tanah
Data tanah untuk pengerjaan perencanaan ini didapat dari
kontraktor proyek pembangunan Apartemen Puncak MERR.
Lokasi proyek berada di Wonorejo, Surabaya. Data hasil
Standard Penetration Test dibuat perbandingan grafik
hubungan Nspt dan kedalaman tanah. Dari hasil Standard
Penetration Test dan Bore Log dapat diketahui jenis tanah
dan konsistensi tanah untuk masing-masing titik (Gambar 2)
[2].
Gambar 2. Perbandingan jenis dan konsistensi tanah antar titik penyelidikan
tanah.
Dari perbandingan NSPT dan jenis–konsistensi tanah pada
Gambar 2 maka dipilih tanah dengan kondisi paling kritis
yaitu tanah titik DB-8. Data tanah DB-8 ini akan digunakan
sebagai data tanah untuk perencanaan dan pengerjaan
perencanaan ini.
Data tanah yang berasal dari proyek untuk perencanaan ini
hanya berupa data NSPT dan Bore Log sehingga diperlukan
analisis untuk mencari data parameter tanah yang lain dengan
cara korelasi sesuai jenis tanah dan NSPT. Nilai parameter
tanah dibagi menjadi layer per kedalaman tertentu
berdasarkan jenis dan konsistensi tanah.
B. Perancangan dan Analisis Struktur Atas
Rancangan struktur atas untuk perencanaan ini didapat dari
data proyek yang kemudian dimodifikasi. Permodelan
struktur bertujuan untuk mendapatkan reaksi perletakan yang
nantinya akan digunakan sebagai beban untuk perencanaan
pondasi. Hasil perancangan struktur atas dimodelkan ke
dalam ETABS untuk dilakukan analisis struktur (Gambar 2).
Analisis struktur ini bertujuan untuk cek kondisi struktur dan
untuk mendapatkan reaksi perletakan struktur. Titik tumpuan
untuk perletakan struktur pada gedung ini berjumlah 182 titik.
Gambar 2. Model struktur atas.
DB 1 DB 2 DB 3 DB 4 DB 5 DB 6 DB 7 DB 8
0
1 Soft Very Soft Very Soft Very Soft Very Soft Very Soft Soft Soft
2
3 Very Soft Very Soft Very Soft Very Soft Very Soft Very Soft Very Soft Very Soft
4
5 Very Soft Very Soft Very Soft Soft Very Soft Very Soft Very Soft Very Soft
6
7 Very Soft Very Soft Very Soft Very Soft Very Soft Very Soft Very Soft Very Soft
8
9 Very Soft Very Soft Very Soft Very Loose Very Soft Very Soft Very Soft Very Soft
10
11 Stiff Medium Medium Medium Medium Very loose Loose Loose
12
13 Stiff Stiff Stiff Stiff Stiff Medium Medium Stiff
14
15 Medium Stiff Very Dense Very Stiff Stiff Very Stiff Stiff Stiff
16
17 Very Dense Very Stiff Very Stiff Medium Very Stiff Hard Hard Very Stiff
18
19 Very Stiff Very Dense Very Dense Dense Very Stiff Very Stiff Very Stiff Stiff
20
21 Very Stiff Very Stiff Hard Dense Dense Very Dense Very Dense Medium
22
23 Very Stiff Very Stiff Very Stiff Very Stiff Dense Very Dense Dense Dense
24
25 Hard Very Stiff Very Stiff Very Stiff Very Stiff Very Stiff Stiff Dense
26
27 Very Stiff Very Stiff Hard Medium Medium Very Stiff Very Stiff Very Stiff
28
29 Very Stiff Very Stiff Very Stiff Hard Very Stiff Dense Very Stiff Very Stiff
30
Depth ZConsistency
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 7, No. 2, (2018) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) D129
Dari hasil input model struktur gedung, program ETABS
akan menentukan penomoran label perletakan (joint label).
Dari posisi dan koordinat perletakan tersebut, dibuat Tabel
berisi label perletakan sesuai sumbu posisi perletakan
tersebut (Tabel 1). Tabel ini akan digunakan acuan untuk
menampilkan hasil perhitungan pada perletakan pada
pembahasan selanjutnya.
Tabel 1. Label perletakan sesuai sumbu koordinat pada ETABS
Axis A B C D E F G H I J K L M N
1 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 26 2 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 25
3 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 24
4 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 23 5 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 22
6 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 21
7 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 20 8 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 19
9 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 18
10 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 17 11 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 16
12 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 15
13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Pada metode konvensional perletakan struktur berupa jepit
(fixed joint) dimana perletakan struktur tidak mengalami
translasi maupun rotasi, sehingga reaksi perletakan
menghasilkan rekasi arah vertikal, horizontal, dan momen. Di
sisi lain, perletakan jepit ini menghasilkan translasi dan rotasi
nol sehingga struktur gedung diasumsikan tidak mengalami
displacement baik arah vertikal maupun horizontal.
Pada metode P-Z Curve perletakan struktur berupa pegas
(spring joint) dimana perletakan struktur dianggap elastis,
dimana faktor displacement pada perletakan diperhitungkan.
Hal ini disebabkan karena secara aktual, tanah lunak selalu
mengalami displacement jika dibebani. Pada perencanaan ini,
displacement yang diperhitungkan hanya pada arah vertikal
(penurunan tanah). Hal ini menyebabkan reaksi yang terjadi
pada perletakan pegas hanya rekasi vertikal, sedangkan reaksi
horizontal dan momen bernilai nol. Pada ETABS, fungsi
yang dipakai adalah fungsi point spring dimana satu titik
perletakan dimasukkan satu spring.
C. Perhitungan Daya Dukung Tanah
Perhitungan daya dukung tanah pada perencanaan
perencanaan ini dihitung menggunakan program bantu
Allpile. Program Allpile menghitung daya dukung tanah
menggunakan metode NAVFAC DM-7 [4][5]. Alasan
pemakaian program Allpile untuk perhitungan daya dukung
tanah ini adalah agar tidak terjadi penyimpangan terhadap
bentuk kurva load-settlement yang akan digunakan pada
metode P-Z Curve.
Nilai daya dukung tanah yang dihasilkan berupa daya
dukung tanah ultimate harus dibagi dengan faktor keamanan
SF (safety factor)/ load rasio. Untuk perencanaan metode
konvensional digunakan Qizin dengan SF = 3. Sedangkan pada
metode P-Z curve digunakan Qizin dengan variasi 0,3 Qult, 0,5
Qult, 0,7 Qult, dan 0,9 Qult. Nilai daya dukung tanah untuk
perencanaan ini dapat dilihat pada Tabel 3.
Dari nilai daya dukung izin, maka perlu dikontrol kekuatan
aksial dari tiang pancang yang dipilih (WIKA Spun Pile
diameter 60 cm). Kontrol kekuatan aksial dirumuskan
sebagai berikut:
Pallowable ≥ Qizin (1)
Nilai Pallowable untuk tiang pancang yang dipilih adalah
2527 kN. Kontrol untuk masing-masing Qizin disajikan pada
Tabel 2.
Tabel 2. Nilai daya dukung dan kontrol kekuatan aksial tiang pancang terhadap
Qizin masing-masing metode perencanaan
Metode Qizin (kN) Pallowable (kN) Kontrol
Konvensional End Bearing 758,6 2527 OK
Konvensional Friction 310,64 2527 OK
P-Z Curve End Bearing 0,3 Ult 682,74 2527 OK P-Z Curve End Bearing 0,5 Ult 1137,9 2527 OK
P-Z Curve End Bearing 0,7 Ult 1593,06 2527 OK
P-Z Curve End Bearing 0,9 Ult 2048,22 2527 OK P-Z Curve Friction 0,3 Ult 279,57 2527 OK
P-Z Curve Friction 0,5 Ult 465,95 2527 OK
P-Z Curve Friction 0,7 Ult 652,33 2527 OK P-Z Curve Friction 0,9 Ult 838,71 2527 OK
IV. PERENCANAAN GEOTEKNIK
Pada tahap ini dilakukan perencanaan pondasi tiang
pancang metode konvensional dan P-Z Curve. Perhitungan
dilakukan untuk masing-masing jenis tiang pancang end
bearing dan friction. Pondasi tiang pancang end bearing
menggunakan ujung pondasi sebagai kekuatan daya
dukungnya. Sedangkan pondasi friction menganggap tiang
pancang diletakkan tidak sampai menyentuh tanah keras.
Pondasi tiang pancang friction menggunakan lekatan tanah
pada sepanjang selimut pondasi sebagai kekuatan daya
dukungnya.
Perhitungan daya dukung pondasi metode konvensional
yaitu dengan asumsi tidak ada penurunan pada tiang pancang
(∆≈0). Pada input ETABS pondasi ini diasumsikan sebagai
perletakan jepit. Perhitungan kekuatan pondasi perletakan
pegas metode P-Z curve yaitu dengan dengan asumsi adanya
penurunan/ settlement pada tiang pancang (∆≠0). Besarnya
daya dukung tanah diasumsikan memiliki daya dukung izin
bervariasi sesuai load rasio yaitu 0,3; 0,5; 0,7; dan 0,9 daya
dukung ultimate tanah. Pada input ETABS pondasi ini
diasumsikan sebagai perletakan pegas.
Perencanaan jumlah tiang pancang dilakukan setelah
mengetahui daya dukung pada satu pondasi tiang pancang
untuk masing-masing metode perencanaan dan berat total
dari struktur atas, sehingga dapat dihitung jumlah pancang
yang dibutuhkan dalam satu grup untuk menahan distribusi
berat dari struktur di atasnya.
A. Perencanaan Pondasi Metode Konvensional
Reaksi perletakan untuk metode konvensional diambil dari
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 7, No. 2, (2018) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) D130
permodelan struktur dengan perletakan jepit. Reaksi
perletakan yang diambil untuk perencanaan merupakan
reaksi terbesar dari beberapa kombinasi pembebanan.
Jika beban aksial yang diterima perletakan melebihi daya
dukung izin satu tiang, maka diperlukan lebih dari satu tiang
pancang. Untuk mengetahui jumlah tiang pancang yang
dibutuhkan dalam satu titik perletakan (satu kolom) adalah
dengan membagi beban aksial dengan daya dukung izin satu
tiang. Besarnya daya dukung izin satu tiang ditentukan dari
besarnya daya dukung izin tanah sesuai kedalaman (21 m
untuk end bearing dan 16 m untuk friction).
Jumlah tiang pancang rencana atau perkiraan awal sebelum
dilakukan perhitungan grup adalah sebagai berikut:
𝑛𝑝𝑒𝑟𝑘𝑖𝑟𝑎𝑎𝑛 = 𝑃
𝑄𝑖𝑧𝑖𝑛 (2)
Setelah diketahui jumlah perkiraan awal tiang pancang
yang dibutuhkan sesuai dengan beban aksial yang diterima
titik perletakan dan kekuatan daya dukungnya. Pada saat
sebuah tiang merupakan bagian dari sebuah grup, daya
dukungnya mengalami modifikasi, karena pengaruh dari
konfigurasi dan jarak antar tiang tersebut. Besarnya daya
dukung grup ditentukan dari nilai efisiensi grup (Ce) yang
dihitung menggunakan persamaan Converse-Labarre [6] :
𝐶𝑒 = 1 − {1 − (arctan(∅/𝑆)
90°) × (2 −
1
𝑚−
1
𝑛)} (3)
Sehingga nilai daya dukung grup adalah :
𝑄𝑔𝑟𝑢𝑝 = 𝑄𝑖𝑧𝑖𝑛 × n × 𝐶𝑒 (4)
Dari perhitungan grup tiang pancang didapatkan jumlah tiang
pancang yang memenuhi persyaratan daya dukung.
Selain harus memenuhi daya dukung grup, tiang pancang
juga harus memenuhi kekuatan lateral yang ditunjukkan
dengan kontrol momen dan defleksi tiang pancang sesuai
NAVFAC DM-7 [5].
Langkah perhitungan kekuatan lateral adalah :
1) Perhitungan faktor kekakuan relatif/ relative stiffness
factor (T)
𝑇 = (𝐸𝐼
𝑓)
1
5 (5)
2) Mencari nilai koefisien momen (Fm) dan koefisien
defleksi (Fδ)
Gambar 3. Grafik untuk mencari nilai Fm dan Fδ.
3) Menghitung besarnya momen dan defleksi
Besar nilai momen maksimal yang terjadi adalah:
𝑀𝑚𝑎𝑥 = 𝐹𝑚 𝑥 𝑇 𝑥 𝑃ℎ (6)
Besar defleksi yang terjadi adalah :
𝛿 = 𝐹𝛿 (𝑃ℎ.𝑇
𝐸𝐼)
3
(7)
4) Kontrol momen dan defleksi
Untuk kontrol momen syaratnya adalah :
𝑀𝑚𝑎𝑥 ≤ 𝑀𝑐𝑟𝑎𝑐𝑘 (8)
Sedangkan kontrol defleksi syaratnya adalah :
𝛿 ≤ 2,54 𝑐𝑚 (9)
Jumlah tiang pancang untuk metode konvensional adalah
sebagai berikut.
Tabel 3.
Jumlah tiang pancang metode konvensional End Bearing
Axis A B C D E F G H I J K L M N
1 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2
2 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3
3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3 4 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3
5 3 4 4 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 3
6 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 7 3 4 4 4 3 3 3 3 3 3 4 4 4 3
8 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4
9 3 4 4 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 3 10 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3
11 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3
12 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3 13 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2
Tabel 4. Jumlah Tiang Pancang Metode Konvensional Friction
Axis A B C D E F G H I J K L M N
1 6 7 7 7 7 8 9 9 8 7 7 7 7 6 2 7 9 9 9 9 10 11 11 10 9 9 9 9 7
3 7 9 9 9 9 11 11 11 11 9 9 9 9 7
4 8 9 9 9 9 10 10 10 10 9 9 9 9 8 5 8 11 10 8 6 7 7 7 7 8 8 10 11 8
6 9 11 11 9 6 7 7 7 7 9 9 11 11 9
7 8 10 11 9 7 7 7 7 7 9 9 11 10 8 8 9 11 11 9 6 7 7 7 7 9 9 11 11 9
9 8 11 10 8 6 7 7 7 7 8 8 10 11 9
10 8 9 9 9 9 10 10 10 10 9 9 9 9 9 11 7 9 9 9 9 11 11 11 11 9 9 9 9 7
12 7 9 9 9 9 10 11 11 10 9 9 9 9 7
13 6 7 7 7 7 8 9 9 8 7 7 7 7 6
B. Perencanaan Pondasi Metode P-Z Curve
Reaksi perletakan untuk metode P-Z Curve diambil dari
permodelan struktur dengan perletakan pegas (spring).
Reaksi perletakan yang diambil untuk perencanaan
merupakan reaksi terbesar dari beberapa kombinasi
pembebanan.
Berdasarkan hasil reaksi perletakan, didapat nilai
penurunan (δ) dari data UZ perletakan. Nilai penurunan
aktual yang terjadi dikontrol apakah sudah memiliki
penurunan yang cukup merata, dengan perbedaan penurunan
yang terjadi maksimal 0,6 cm [7].
Dari nilai reaksi perletakan vertikal dicari perkiraan jumlah
tiang pancang, dalam hal ini jumlah asumsi spring yang
dibutuhkan untuk tiap perletakan. Perhitungan jumlah spring
untuk setiap perletakan ini sama seperti perhitungan jumlah
perletakan pada metode konvensional. Nilai reaksi vertikal
lalu dibagi dengan Qizin untuk mendapatkan nilai gaya aksial
yang diizinkan.
Dari nilai P lalu dicari δ dengan grafik load-settlement.
Setelah didapatkan P dan δ, maka dicari nilai konstanta pegas
(K) dari perletakan [7].
𝐾𝑖 = 𝐹𝑖
𝛿𝑖 (10)
Perhitungan konstanta pegas baru di atas dilakukan pada
semua titik perletakan. Setelah input semua nilai K baru pada
ETABS, dilakukan analisis struktur. Dari analisis struktur
didapat nilai reaksi perletakan vertikal (FZ) yang baru dan
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 7, No. 2, (2018) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) D131
nilai displacement vertikal/ penurunan (UZ) yang baru. Jika
penurunan yang terjadi (UZ) masih memiliki perbedaan yang
cukup besar, maka dilakukan iterasi pembebanan.
Berdasarkan perhitungan iterasi pembebanan, diketahui
jumlah kebutuhan tiang pancang (spring), lalu dilakukan
perhitungan grup tiang pancang. Pada perencanaan metode P-
Z Curve ini, dipakai konfigurasi dan perhitungan yang sama
dengan metode konvensional.
Perbedaan perhitungan grup tiang pancang dengan metode
konvensional adalah tidak adanya kontrol momen dan
defleksi, karena pada perencanaan metode P-Z Curve ini
perletakannya berupa pegas sehingga tidak menghasilkan
reaksi perletakan horizontal dan momen. Hal ini
menyebabkan nilai momen dan defleksi pada tiang pancang
diasumsikan nol.
Setelah dilakukan perhitungan grup tiang pancang, maka
didapat revisi jumlah tiang pancang (spring). Dari revisi
jumlah tiang pancang tersebut dilakukan iterasi lagi untuk
mengontrol apakah dengan jumlah tiang pancang sekian
beban yang bekerja sudah terdistribusi sehingga
menghasilkan penurunan tanah yang merata.
Setelah dilakukan kontrol grup tiang pancang dan iterasi
dari jumlah spring yang sudah memenuhi persyaratan grup
tiang pancang, diperoleh jumlah spring/ tiang pancang yang
dipakai untuk perencanaan ini.
V. ANALISIS BIAYA
Berdasarkan hasil analisis struktur atas dan perencanaan
pondasi maka didapatkan dimensi struktur atas dan jumlah
kebutuhan pondasi tiang pancang untuk masing-masing
metode perencanaan pondasi. Dari hasil dimensi dan jumlah
pondasi maka dilakukan perhitungan estimasi biayayang
dibutuhkan untuk pembangunan gedung modifikasi Puncak
MERR Surabaya sesuai metode perencanaan yang
digunakan.
Untuk struktur atas gedung, biaya yang dihitung adalah
biaya bahan yang digunakan untuk pembangunan struktur
pelat, balok anak, balok induk, dan kolom. Bahan yang
digunakan adalah beton bertulang. Metode pelaksanaan
seperti alat yang digunakan dan bekisting tidak dihitung.
Acuan untuk harga beton untuk perhitungan biaya ini adalah
HSPK Kota Surabaya 2018 [8]. Perhitungan biaya struktur
atas dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5.
Perhitungan Biaya untuk Semua Elemen Struktur Atas
Elemen Dimensi Panjang/tebal Jumlah Volume Volume
Harga
Satuan Biaya
(cm x cm) L (cm) n cm3 m3 Rp/m3 Rp
Kolom 1 60 x 60 350 88 110880000 110,88 Rp1.381.964 Rp153.232.168 300 264 285120000 285,12 Rp1.381.964 Rp394.025.576
Kolom 2 55 x 55 350 46 48702500 48,7025 Rp1.381.964 Rp67.305.102 300 714 647955000 647,955 Rp1.381.964 Rp895.450.484
Kolom 3 50 x 50 350 16 14000000 14 Rp1.381.964 Rp19.347.496 300 384 288000000 288 Rp1.381.964 Rp398.005.632
Balok 1 40 x 60
350 120 87840000 87,84 Rp1.160.338 Rp101.924.090
340 420 342720000 342,72 Rp1.160.338 Rp397.671.039 445 112 119616000 119,616 Rp1.160.338 Rp138.794.990
480 880 1013760000 1013,76 Rp1.160.338 Rp1.176.304.251
500 836 1003200000 1003,2 Rp1.160.338 Rp1.164.051.082
Balok 2 35 x 50
305 106 56577500 56,5775 Rp1.160.338 Rp65.649.023
340 174 103530000 103,53 Rp1.160.338 Rp120.129.793 445 124 96565000 96,565 Rp1.160.338 Rp112.048.039
480 308 258720000 258,72 Rp1.160.338 Rp300.202.647
500 201 175875000 175,875 Rp1.160.338 Rp204.074.446
Balok Anak 30 x 40
445 40 21360000 21,36 Rp1.160.338 Rp24.784.820
480 500 288000000 288 Rp1.160.338 Rp334.177.344
500 80 48000000 48 Rp1.160.338 Rp55.696.224 Pelat 0 31347900 20 1 626958000 626,958 Rp1.160.338 Rp727.483.192
Pelat 1 31347900 15 3 1410655500 1410,6555 Rp1.160.338 Rp1.636.837.182
Pelat 2 22360000 15 6 2012400000 2012,4 Rp1.160.338 Rp2.335.064.191 Pelat 3 27347900 15 1 410218500 410,2185 Rp1.160.338 Rp475.992.114
Pelat 4 4000000 15 1 60000000 60 Rp1.160.338 Rp69.620.280 Total Rp11.367.871.204
Untuk pondasi, biaya yang dihitung adalah harga tiang
pancang yang dibutuhkan, biaya pemancangan, dan biaya
pengelasan jika diperlukan lebih dari satu tiang pancang pada
satu titik. Perhitungan biaya tiang pancang didapat dari HSPK
Kota Surabaya 2018 [8] dan penelusuran referensi [3],[9]
adalah sebagai berikut: harga pemancangan Rp. 411.903-/m;
harga pengelasan Rp. 672.552-/ titik; harga pemotongan Rp.
271.570-/m; dan harga untuk satu batang tiang pancang
sepanjang 16 meter Rp.6.700.000, -/batang.
Berdasarkan hasil perhitungan biaya, dibuat Tabel
rekapitulasi biaya total untuk gedung modifikasi Puncak
MERR Surabaya untuk masing-masing metode perencanaan
yang ditunjukkan pada Tabel 6.
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 7, No. 2, (2018) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) D132
Tabel 6.
Rekapitulasi Biaya Total untuk Setiap Metode Perencanaan
Metode Jumlah Tiang Biaya Struktur Atas Biaya Pondasi Biaya Total
Konvensional End Bearing 644 Rp11.367.871.204 Rp16.557.101.640 Rp27.924.972.844
Konvensional Friction 1562 Rp11.367.871.204 Rp20.759.679.776 Rp32.127.550.980 P-Z Curve End Bearing 0,3
Ult 698 Rp11.367.871.204 Rp17.945.430.038 Rp29.313.301.242
P-Z Curve End Bearing 0,5 Ult 404 Rp11.367.871.204 Rp10.386.753.203 Rp21.754.624.407
P-Z Curve End Bearing 0,7
Ult 318 Rp11.367.871.204 Rp8.175.711.679 Rp19.543.582.883 P-Z Curve End Bearing 0,9
Ult 214 Rp11.367.871.204 Rp5.501.894.023 Rp16.869.765.227
P-Z Curve Friction 0,3 Ult 1718 Rp11.367.871.204 Rp22.832.989.664 Rp34.200.860.868
P-Z Curve Friction 0,5 Ult 1034 Rp11.367.871.204 Rp13.742.323.232 Rp25.110.194.436
P-Z Curve Friction 0,7 Ult 722 Rp11.367.871.204 Rp9.595.703.456 Rp20.963.574.660
P-Z Curve Friction 0,9 Ult 536 Rp11.367.871.204 Rp7.123.680.128 Rp18.491.551.332
VI. KESIMPULAN
Berdasarkan analisis dan pembahasan yang dilakukan
dalam perencanaan ini, maka dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut:
1) Struktur gedung modifikasi Apartemen Puncak MERR
dimodifikasi menjadi 10 lantai dan dilakukan modifikasi
dimensi elemen struktur yang terdiri dari kolom 1 60 x
60 cm2, kolom 2 55 x 55 cm2, kolom 3 50 x 50 cm2, balok
1 40 x 60 cm2, balok 2 30 x 50 cm2, balok anak 30 x 40
cm2, pelat 0 tebal 20 cm, pelat 1 s/d pelat 4 tebal
disamakan 15 cm. Hasil Analisis struktur menunjukkan
hasil modifikasi gedung dapat dipakai untuk
perencanaan.
2) Metode perencanaan yang digunakan yaitu konvensional
jepit dan P-Z curve pegas. Untuk gedung modifikasi
Apartemen Puncak MERR yang tidak simetris pada
perencanaan ini, didapat hasil analisis struktur
didapatkan momen yang dihasilkan pada metode
konvensional hampir sama momen pada metode P-Z
curve. Variasi daya dukung yang digunakan pada
perencanaan ini yaitu SF = 3 untuk metode konvensional
dan Qizin = 0,3 Qult, Qizin = 0,5 Qult, Qizin = 0,7 Qult, dan
Qizin = 0,9 Qult pada metode P-Z curve.
3) Perencanaan pondasi tiang pancang menggunakan spun
pile diameter 60 cm. Kedalaman tanah daya dukung
yaitu 21 m untuk pondasi end bearing dan 16 m untuk
pondasi friction. Jumlah kebutuhan tiang pancang yaitu:
Tabel 7.
Jumlah tiang pancang untuk masing-masing metode perencanaan
Metode Jumlah Tiang
Konvensional End Bearing 644
Konvensional Friction 1562
P-Z Curve End Bearing 0,3 Ult 698 P-Z Curve End Bearing 0,5 Ult 404
P-Z Curve End Bearing 0,7 Ult 318
P-Z Curve End Bearing 0,9 Ult 214 P-Z Curve Friction 0,3 Ult 1718
P-Z Curve Friction 0,5 Ult 1034
P-Z Curve Friction 0,7 Ult 722
P-Z Curve Friction 0,9 Ult 536
4) Defleksi dan retak yang terjadi pada balok untuk semua
metode perencanaan telah memenuhi persyaratan yaitu
kurang dari 480/panjang balok untuk defkleksi dan
kurang dari 0,4 (balok interior) atau 0,3 (balok eksterior)
untuk retak, sehingga tidak perlu dilakukan perubahan
dimensi struktur.
5) Biaya total untuk gedung modifikasi Puncak MERR
Surabaya untuk masing-masing metode perencanaan
adalah sebagai berikut: Tabel 8.
Biaya Total untuk Masing-masing Metode Perencanaan
Metode Biaya Total
Konvensional End Bearing Rp27.924.972.844
Konvensional Friction Rp32.127.550.980 P-Z Curve End Bearing 0,3 Ult Rp29.313.301.242
P-Z Curve End Bearing 0,5 Ult Rp21.754.624.407
P-Z Curve End Bearing 0,7 Ult Rp19.543.582.883 P-Z Curve End Bearing 0,9 Ult Rp16.869.765.227
P-Z Curve Friction 0,3 Ult Rp34.200.860.868
P-Z Curve Friction 0,5 Ult Rp25.110.194.436
P-Z Curve Friction 0,7 Ult Rp20.963.574.660
P-Z Curve Friction 0,9 Ult Rp18.491.551.332
Saran untuk perhitungan pondasi dengan metode
perencanaan ini adalah sebagai berikut:
1) Untuk menghemat biaya pembangunan gedung
modifikasi Apartemen Puncak MERR maka digunakan
pondasi tiang pancang dengan metode P-Z Curve
tumpuan end bearing dengan Qizin = 0,9 Qult sebesar Rp.
16.869.765.22, -.
2) Pada konfigurasi struktur yang tidak simetris seperti
pada gedung modifikasi Apartemen Puncak MERR ini,
disarankan menggunakan metode P-Z Curve karena
tidak perlu dilakukan perubahan dimensi struktur untuk
mencapai penurunan merata sehingga perhitungan lebih
cepat dan mendapat jumlah kebutuhan pondasi tiang
pancang lebih sedikit.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Badan Pusat Statistik, “Perkembangan Jumlah Kendaraan Bermotor Menurut Jenis Tahun 1949-2016.,” 2018. [Online]. Available:
https://www.bps.go.id/linkTableDinamis/view/id/1133.
[2] WIKA, “Laporan Perhitungan Struktur dan Gambar Desain Perencanaan.”
[3] D. R. Sandra, “Analisis Perbandingan Perencanaan Pondasi Tiang
Pancang Menggunakan Metode Konvensional dan Metode P-Y Curve pada Lapisan Tanah Lunak yang Teball: Studi Kasus Kota Banjarmasin
dengan Kedalaman Tanah Keras 40 Meter,” 2015.
[4] C. Software, “All Pile Version 7 User Manual,” CivilTech Software. . [5] “NAVFAC DM7.01 Soil Mechanics.”
[6] Herman Wahyudi, Daya Dukung Pondasi Dalam. .
JURNAL TEKNIK ITS Vol. 7, No. 2, (2018) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) D133
[7] Y. Lastiasih and I. B. Mochtar, “Usulan Metoda Perhitungan Interaktif
Struktur Pondasi di Atas Tanah Lunak dengan Menyertakan Pengaruh
Penurunan Konsolidasi Jangka Panjang,” MEDIA Komun. Tek. SIPIL,
vol. 16, no. 2, pp. 160–170, 2008.
[8] “LPSE Kota Surabaya.” .
[9] Felix Cahyo Kuncoro Jakti, “Analisis Perbandingan Biaya dan Waktu Pelaksanaan Tiang Pancang dan Tiang Bor Studi Kasus Perencanaan
Rumah Sakit Kelas B Bandung.”
top related